地球温暖化の生物間相互作用への影響－環境DNA解析で植物利用者の変化を解明する

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K21855
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 牧 雅之 東北大学, 学術資源研究公開センター, 教授 (60263985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 伸二 人間環境大学, 人間環境学部, 准教授 (40228945) ; 森長 真一 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80568262)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 在来種保全

Outline of Annual Research Achievements

近年憂慮されている地球温暖化は，野生生物の生存についても大きな影響を与えると考えられている．植物は動物と比較して移動能力に乏しいため，気温の上昇に即応して分布を移動させることが困難であるが，植物と共生関係にある多くの動物は，気温の上昇に対して，分布を迅速に北上させることが可能である．このミスマッチが生物間相互作用を破綻させ，植物集団の存続を危うくする可能性がある．
本研究では，環境DNAの手法を植物体そのものに応用して，分布の南端における生物間相互作用が，分布中心域とどのように違うのかを定量評価して，地球温暖化が植物集団へ及ぼす影響を予測することを目指す．そのために，環境DNAによる生物間相互作用の解析手法の確立を目指し，植物とそれを利用する既知の動物の遺伝的バーコーディングを行い，種判別法を
確立する．すでに採取済みのサンプルを用いて，これまでによく用いられてきた分子種を用いて，既知の動物が種判別できることを確認しておく．また，メタゲノムバーコーディングを行うためのDNA抽出ならびにPCR増幅の条件設定について検討する必要がある．
平成20年度は，予定していた春植物の調査が新型コロナウィルスの感染拡大のため行えなかったことから，イヌビワを利用する動物群についての研究を進めた．イヌビワの嚢果からDNAを抽出し，主として節足動物のミトコンドリアDNAを増幅するプライマーを探索し，実験条件を検討した．すでにイヌビワを利用することが分かっているイヌビワコバチ以外にも，いくつかの種がメタバーコーディングで検出され，手法的に有望であることが明らかとなった．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成20年度は，コロナ禍のために野外調査のための移動が制限されたため，フィールドで行う予定の研究に大きな支障があった．

Strategy for Future Research Activity

平成20年度は主として，実験条件の設定を行うことになったので，次年度以降は，集団の位置と利用動物相の相関について検討する必要があると考えられる．また，イヌビワの嚢果という「閉じられた」空間を利用する動物相を検出する方が，開放的な植物組織の利用動物相を検出するよりも誤検出の可能性が低いと考えられるため，システムとしてはこちらの方が有望であると思われた．

Causes of Carryover

平成20年度は新型コロナウィルスの感染拡大に伴い，野外調査へ出ることが難しく，そのために試料収集が滞り，結果として解析の遅れも生じた．感染拡大状況が改善されれば，次年度以降に遅れを取り戻せると考えられる．